JP2016193450A - 押出線材の製造方法、押出線材及び巻線用導体 - Google Patents

Abstract

【課題】塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材の素材を製造できる押出線材の製造方法、押出線材及び巻線用導体を提供する。
【解決手段】回転するホイールの周面に沿って形成された凹溝と前記凹溝の開口部の一部を周方向に沿って覆うシューと前記凹溝に挿入されたアバットメントの凸部とで囲まれる空間に鋳造材を導入してダイスで押し出すコンフォーム押出工程を備え、前記コンフォーム押出工程は、前記ホイールの周面と、前記アバットメントにおける前記周面との対向面との間の隙間を０．７０ｍｍ超１．３０ｍｍ未満として行う押出線材の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻線や電線に備える導体などの素材に利用できる押出線材、及びその製造方法、巻線用導体に関する。特に、塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材の素材を製造できる押出線材の製造方法に関するものである。

コイルに利用される巻線には、エナメル線と呼ばれる被覆線が汎用されている。この被覆線は、銅（いわゆる純銅）などからなる金属線を導体とし、導体の表面にポリアミドイミドなどの樹脂からなる絶縁被覆を備える。

上記導体には、代表的には、伸線材（例えば、横断面円形状の丸線）や、伸線材に更に圧延加工などを施して形状を変更させた異形線材（例えば、丸線を矩形状に成形した平角線など）に適宜熱処理を施した金属線が利用される。上記伸線材は、代表的には、連続鋳造材を含む鋳造材や、連続鋳造に引き続いて圧延を施した連続鋳造圧延材に伸線加工を施すことで製造される。特に、無酸素銅の鋳造では、アップキャスト法を利用すると、酸素濃度がより低い鋳造材を連続的に製造できる。無酸素銅は、酸素濃度が低いほど導電率が高い傾向にあり、導体に好ましい特性を有する。

一方、金属線の外周に金属層を形成して多層構造の金属線を製造する技術として、コンフォーム押出法がある（例えば、特許文献１）。

特開平０５−３３９６６４号公報

無酸素銅のアップキャスト材を用いて、上述の丸線や平角線などの被覆線の導体を製造すれば、導電性に優れる被覆線が得られて好ましい。しかし、アップキャスト材は、その表面に円環状の鋳造痕（キズ）が必ず形成されるため表面欠陥が多い上に、鋳造過程などで深いキズが形成されることもあり表面性状に劣る。これらの欠陥が伸線加工や圧延加工などの塑性加工時に割れの起点となり、塑性加工性に劣る。また、深いキズがあると、伸線材や圧延材にもキズが残存し、絶縁被覆を形成したとき、絶縁被覆を部分的に押し上げて気泡が形成されるフクレ（以下、被覆フクレと呼ぶことがある）といった欠陥が生じる恐れがある。被覆フクレは絶縁性の低下を招くため、可及的に低減することが望まれる。

このように表面欠陥が多く、塑性加工の際に割れなどを生じ易いアップキャスト材などの鋳造材を上述の被覆線の導体などの上流素材に用いた場合でも、伸線加工や圧延加工などの塑性加工後に上述のフクレなどの欠陥の発生を低減できる上流素材の開発が望まれる。

そこで、本発明の目的の一つは、塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材の素材を製造できる製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的の一つは、塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材が得られる押出線材を提供することにある。本発明の更に別の目的の一つは、フクレなどの欠陥が少ない巻線用導体を提供することにある。

本発明の一態様に係る押出線材の製造方法は、回転するホイールの周面に沿って形成された凹溝と前記凹溝の開口部の一部を周方向に沿って覆うシューと前記凹溝に挿入されたアバットメントの凸部とで囲まれる空間に鋳造材を導入してダイスで押し出すコンフォーム押出工程を備える。
前記コンフォーム押出工程は、前記ホイールの周面と、前記アバットメントにおける前記周面との対向面との間の隙間を０．７０ｍｍ超１．３０ｍｍ未満として行う。

上記の押出線材の製造方法は、塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材の素材を製造できる。

試験例１で作製した試料Ｎｏ．１−１，１−１０１の押出線材の外観写真、及び横断面の顕微鏡写真を示す図表である。 試験例２で作製した試料Ｎｏ．１−１，１−１０１，１−１０２，１−１０３の平角線の外観写真、及び横断面の顕微鏡写真を示す図表である。 試験例２で作製した平角線について、押出線材を押出したときのシューギャップ（ｍｍ）と、平角線のフクレ不良発生量との関係を示すグラフである。 コンフォーム押出装置の一例を示す概略構成図である。 コンフォーム押出装置におけるシューギャップを説明する説明図である。

［本発明の実施の形態の説明］
本発明者らは、アップキャスト材などの表面性状に劣る素材であっても、コンフォーム押出を施すことで鋳造痕や深いキズなどを低減できる、との知見を得た。しかし、コンフォーム押出材を調べたところ、押出材の金属表面を部分的に押し上げて気泡が形成されるフクレ（以下、導体フクレと呼ぶことがある）が多数生じる場合がある、との知見を得た。導体フクレの発生の一因として、後述するように押出時、素材表面の周囲環境に存在する異物を巻き込み、押出材の表面近傍に異物層が形成され、この異物層の界面近傍で、押出時の加工熱などによってガスが発生することが考えられる。また、このような異物層が存在する場合には、導体フクレが生じなくても、コンフォーム押出材に伸線加工や圧延加工などを施した後に熱処理を行ったり、絶縁被覆の形成にあたり焼付を行ったりするなどして、加熱されることでガスが発生して導体フクレが発生する場合がある、との知見を得た。ガスの発生によって表面部分が破れるなどすると（導体フクレが破れたりすると）、新たなガス溜まりとなることで、最終的には被覆フクレをも生じる恐れがある。このフクレなどの欠陥の低減対策を種々検討した結果、コンフォーム押出を特定の条件で行うことが好ましい、との知見を得た。本発明は、上記知見に基づくものである。最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係る押出線材の製造方法は、回転するホイールの周面に沿って形成された凹溝と上記凹溝の開口部の一部を周方向に沿って覆うシューと上記凹溝に挿入されたアバットメントの凸部とで囲まれる空間に鋳造材を導入してダイスで押し出すコンフォーム押出工程を備える。
上記コンフォーム押出工程は、上記ホイールの周面と、上記アバットメントにおける上記周面との対向面との間の隙間を０．７０ｍｍ超１．３０ｍｍ未満として行う。

上記の押出線材の製造方法は、ホイールとアバットメントでつくられる上記の隙間（以下、シューギャップと呼ぶことがある）を特定の範囲とすることで、フクレ（導体フクレ）が少ない、好ましくは実質的に存在しない押出線材を製造できる。得られた押出線材に伸線加工や圧延加工などの塑性加工を施すと、フクレ（導体フクレ）などの欠陥が非常に少ない塑性加工材が得られる。この塑性加工材を導体とすることで、フクレ（被覆フクレ）が非常に少ない被覆線が得られる。従って、上記の押出線材の製造方法は、塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材の素材に好適な押出線材を製造でき、フクレが少ない被覆線や巻線用導体の量産に寄与することができる。

（２）上記の押出線材の製造方法の一例として、上記鋳造材がアップキャスト材である形態が挙げられる。

上記形態は、表面欠陥が多いアップキャスト材を用いるものの、特定の条件でコンフォーム押出を施すことで、フクレが少ない、又は実質的に存在しない押出線材や、塑性加工後にフクレなどの欠陥が少ない塑性加工材の素材（押出線材）を製造できる。また、アップキャスト材の構成金属が無酸素銅であれば、酸素が低減されて導電性に優れることから、上記形態は、巻線用導体などの導電性に優れることが望まれる塑性加工材の素材に適した押出線材を製造できる。

（３）上記の押出線材の製造方法の一例として、上記鋳造材の構成金属は酸素含有量が０．００５質量％以下である無酸素銅である形態が挙げられる。

酸素濃度が特定の範囲である無酸素銅は導電性に優れるため、上記形態は、巻線用導体などの導電性に優れることが望まれる塑性加工材の素材に適した押出線材を製造できる。

（４）上記の押出線材の製造方法の一例として、上記鋳造材の断面積が４０ｍｍ^２以上１３０ｍｍ^２以下であり、上記コンフォーム押出工程で得られた押出線材の断面積が１０ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２以下である形態が挙げられる。

上記形態は、押出前の鋳造材の大きさ（断面積）を特定の範囲とすると共に押出後の押出線材の大きさをも特定の範囲とすることで、シューギャップの範囲規定と相俟って、塑性加工後にフクレなどの欠陥が更に少ない塑性加工材の素材（押出線材）を製造できる。

（５）本発明の一態様に係る押出線材は、上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の押出線材の製造方法によって製造されている。

上記の押出線材は、フクレ（導体フクレ）が少ない、好ましくは実質的に存在せず、表面性状に優れる。この押出線材に伸線加工や圧延加工などの塑性加工を施すと、フクレ（導体フクレ）などの欠陥が非常に少ない塑性加工材が得られる。この塑性加工材を導体とすると、フクレ（被覆フクレ）が非常に少ない被覆線が得られる。従って、上記の押出線材は、フクレが少ない被覆線や巻線用導体の量産に寄与できる。

（６）本発明の一態様に係る巻線用導体は、上記の押出線材に伸線加工と圧延加工とを施して平角状に製造されている。

上記の巻線用導体は、フクレ（導体フクレ）が少ない、好ましくは実質的に存在せず、表面性状に優れる。そのため、上記の巻線用導体に絶縁被覆を施して、被覆線（被覆平角線）を製造した場合、フクレが少ない、好ましくは実質的に存在しない。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る押出線材の製造方法、押出線材、巻線用導体の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。

・押出線材の製造方法
実施形態の押出線材の製造方法は、金属から構成される押出素材にコンフォーム押出を直接施して、金属の押出線材を製造する。特に、実施形態の押出線材の製造方法は、コンフォーム押出条件を特定の条件とすることを特徴の一つとする。この特徴点によって、フクレなどの欠陥が少ない押出線材を製造できる。この押出線材を上流素材として得られた塑性加工材（例えば、後述の巻線用導体など）に対して、フクレなどの欠陥を低減できる。以下、まず、コンフォーム押出及び条件を説明する。

・・コンフォーム押出工程
・・・原理及び装置
コンフォーム押出は、回転するホイールの周面にホイールの周方向に沿って形成された凹溝と、凹溝の開口部の一部をホイールの周方向に沿って覆うシューと、凹溝に挿入されたアバットメントの凸部とで囲まれる空間に押出素材（ここでは鋳造材）を導入してダイスで押し出す押出方法である。コンフォーム押出には、コンフォーム押出装置を利用できる。コンフォーム押出装置は、市販の装置や公知の装置を利用できる。以下、図４，図５を参照して、コンフォーム押出装置２及び押出原理をより詳細に説明する。

コンフォーム押出装置２は、代表的には、回転可能に支持された円盤状のホイール２０と、ホイール２０の周面２００（図５）に設けられた円環状の凹溝２０２と、凹溝２０２の開口部のうちホイール２０の周方向に沿って一部を覆う蓋として機能するシュー２２と、凹溝２０２のうちシュー２２で覆われた領域の所定の位置に挿入される凸部２４２（図５）を備えるアバットメント２４と、凹溝２０２、シュー２２、凸部２４２で囲まれる空間に押出素材を導入して、凸部２４２の近傍に溜まった材料を押し出すダイス２６と、ダイス２６を収納するダイチャンバ２８とを備える。

回転するホイール２０の凹溝２０２に、押出素材（鋳造材１０）を挿入すると、ホイール２０と押出素材との間の摩擦力によって、押出素材が上述の空間に順次引き込まれる。上記空間に引き込まれた押出素材は、凹溝２０２とシュー２２とアバットメント２４とによって実質的に閉塞されるため、押出圧力が発生する。この押出圧力によって、ダイチャンバ２８の材料溜まり箇所（凹溝２０２とアバットメント２４とダイス２６とに囲まれた箇所）に押出素材の構成材料が流れ込み、流れ込んだ材料をダイス２６によって所望の形状に成形して押し出し、押出線材１を製造できる。押出時、ホイール２０の周面２００とアバットメント２４における周面２００との対向面２４０（図５）との間から屑（バリ）１００が排出される。

アバットメント２４は、図５に示すように凹溝２０２の内周形状に概ね対応した外周形状を有する凸部２４２と、凸部２４２に一体に成形された台座部２４４とを備える。凸部２４２は、上述のようにホイール２０の凹溝２０２の周方向の一部を堰き止めるように嵌め込まれる。また、凸部２４２を凹溝２０２に嵌め込んだ状態で凸部２４２の先端及びその近傍と凹溝２０２の底部及びその近傍との間にＵ字状の隙間が設けられるように、凸部２４２は、凹溝２０２の一部を堰き止める。この隙間には、押出時、押出素材の一部が常時充填された状態となり、余剰が上述の屑１００として排出される。台座部２４４における一面、具体的には凸部２４２の根元から台座部２４４の側縁まで延びる対向面２４０がホイール２０の周面２００に対向するように、凸部２４２が配置される。

押出素材は、押出時の摩擦熱や変形熱により発熱する。従って、別途、加熱手段を使用しなくても自動的に高温状態（例えば、３００℃以上）にできる。高温となることで、押出素材の塑性加工性（押出性）を高められ、連続した押出が可能である。冷却手段や加熱手段を別途用意して、ダイチャンバ２８（ダイス２６）の温度を調整すれば、所望の押出状態とすることができる。得られた押出線材１は、上述の摩擦熱などによって、鋳造材１０の鋳造組織から再結晶組織に変化している。

・・・押出条件
実施形態の押出線材の製造方法は、ホイール２０とアバットメント２４との間につくられる隙間（シューギャップｇ）を特定の範囲とする。シューギャップｇは、図５に示すように、ホイール２０の周面２００（凹溝２０２の開口縁からホイール２００の周縁まで延びる面）と、アバットメント２４における周面２００との対向面２４０との間の隙間をいい、０．７０ｍｍ超１．３０ｍｍ未満とする。シューギャップｇをこの範囲とすることで、後述する試験例１に示すように、フクレなどの欠陥が少なく、表面性状に優れる押出線材１を製造できる。更に後述する試験例２に示すように、押出線材１に伸線加工及び圧延加工を施して、平角状の巻線用導体（平角線）を製造した場合、この巻線用導体は、フクレなどの欠陥が少なく、表面性状に優れる。シューギャップｇを０．７０ｍｍ超とすることで、押出素材を拘束する押出圧力が緩和されて上述の異物を巻き込み難くなり、異物を屑１００として十分に排出できて異物層を形成し難くなる結果、異物に起因したフクレが生じ難くなると考えられる。いわば、異物の排出経路を十分に確保できる。一方、シューギャップｇを１．３０ｍｍ未満とすることで、押出素材を適切に拘束して押出可能になって上述の異物を巻き込み難くなり、異物層を形成し難くなる結果、フクレが生じ難くなると考えられる。シューギャップｇは０．７５ｍｍ以上１．２５ｍｍ以下、更に０．８０ｍｍ以上１．２０ｍｍ以下、０．８５ｍｍ以上１．１５ｍｍ以下が好ましい。シューギャップｇの調整は、例えば、シュー２２に設けられてアバットメント２４の台座部２４４を収納する収納部と台座部２４４との間に配置する調整部材２４５の厚みを調整することで容易に行える。調整部材２４５は、例えば、板材などであり、板材の枚数を変更することで、調整部材２４５の厚みを調整できる。

押出速度やダイチャンバの温度は、鋳造材１０及び押出線材１の大きさなどに応じて適宜選択できる。例えば、押出速度（ｍ／ｍｉｎ）は、７ｍ／ｍｉｎ以上、９ｍ／ｍｉｎ以上、更に１１ｍ／ｍｉｎ以上が挙げられる。ダイチャンバの温度は、上述のように加熱手段や冷却手段を別途備えることで調整でき、例えば、２５０℃以上４５０℃以下、更に３００℃以上４００℃以下が挙げられる。

・・・その他の効果
コンフォーム押出を行うことで、以下の利点がある。
（１）種々の断面形状の押出線材１を連続して押出可能である。
（２）種々の大きさの押出線材１を連続して押出可能である。押出後の押出線材１の断面積は、押出前の押出素材（鋳造材１０）の断面積よりも小さいものの他、実質的に同じもの、大きいものも押出可能である。
（３）押出加工に基づく塑性変形によって、鋳造時に生じたキズなどの表面欠陥がない新生面を形成可能である上に、少なくとも表面側領域を構成する結晶を微細にできて表面性状に優れる押出線材１を製造できる。上述のように異物の巻き込みを低減でき、異物による結晶の微細化を阻害され難いことからも、結晶を均一的に微細化できる。
（４）鋳造材１０を構成する粗大な結晶粒を押出加工によって消失して、微細な結晶粒から構成される加工組織にできる。

・・押出素材
・・・製造方法
押出素材は、鋳造材１０とする。押出素材は、コンフォーム押出装置２に連続して供給できるように長尺材が好ましい。そのため、鋳造材１０は、長尺材を製造可能である連続鋳造法で製造された連続鋳造材が好ましい。連続鋳造法は、アップキャスト法、ベルトアンドホイール法、ツインベルト法などが挙げられる。アップキャスト法は、特に酸素含有量が少ない無酸素銅の鋳造材を製造できる。鋳造材１０を無酸素銅のアップキャスト材とする場合、導電性に優れることが望まれる用途の押出線材１を製造できて好ましい。

・・・組成
実施形態の押出線材の製造方法によって得られた押出線材１は、代表的には、巻線や電線の導体といった導電性に優れることが望まれる金属線の素材などに利用できる。そのため、押出素材（鋳造材１０）の構成金属は、銅（純銅）、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性に優れるものが挙げられる。純銅は、無酸素銅、タフピッチ銅、脱酸銅などが挙げられる。無酸素銅は、Ｃｕを９９．９５質量％以上含有し、残部が不可避不純物であるもの、好ましくは不可避不純物の合計含有量が０．０３質量％以下であるものが挙げられる。無酸素銅中の酸素含有量は、少ないほど導電性に優れることから、０．００５質量％（５０質量ｐｐｍ）以下、更に０．００２質量％以下（２０質量ｐｐｍ以下）が好ましい。酸素含有量は、溶解時に精錬したり、鋳造雰囲気を調整したりすることで調整できる。アップキャスト法であれば、鋳造雰囲気を調整し易く、酸素含有量を低くし易い。従って、導電性により優れることが望まれる場合には、鋳造材１０は、酸素含有量が０．００５質量％以下の無酸素銅のアップキャスト材が好ましい。

・・・大きさ
押出素材（鋳造材１０）の大きさ（線径（直径）、断面積、長さなど）は適宜選択できる。鋳造材１０の断面積は、４０ｍｍ^２以上１３０ｍｍ^２以下（丸線の場合、線径（直径）換算で７．０ｍｍ以上１３．０ｍｍ以下程度）が挙げられる。押出前の鋳造材１０の断面積が上記範囲を満たし、コンフォーム押出後の押出線材１の断面積が１０ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２以下（丸線の場合、線径（直径）換算で３．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度）を満たし、かつ、シューギャップｇが上述の範囲を満たすことで、フクレなどの欠陥が極めて少ない押出線材１が得られて好ましい。この押出線材１を用いて平板状の巻線用導体などを製造すると、フクレなどの欠陥が極めて少ない巻線用導体が得られて好ましい。

・押出線材
実施形態の押出線材１は、代表的には上述の実施形態の押出線材の製造方法によって製造されることで、フクレなどの欠陥が少なく、表面性状に優れる。また、押出線材１は、フクレなどの欠陥の原因となる上述の異物の巻き込み、異物層なども少ない、好ましくは実質的に含まない。そのため、押出線材１の断面組織は、代表的には、実質的に一様な金属から構成される加工組織を有する。また、押出線材１を用いて平板状の巻線用導体などを製造すると、フクレなどの欠陥が極めて少ない巻線用導体が得られる。

・・組成
押出線材１の構成金属は、押出素材である鋳造材１０と同様である。詳細は、押出素材の組成の項を参照するとよい。
・・形状
押出線材１の断面形状は、例えば、円形（丸線）、矩形（平角線や平板）、多角形、楕円などが挙げられる。ダイス２６の形状を変更することで、所望の形状にできる。
・・大きさ
詳細は、押出素材の大きさの項を参照するとよい。

・・その他の構成
・・・粒径
押出線材１は上述のように微細な加工組織を有しており、例えば、横断面又は縦断面における平均結晶粒径が１μｍ以上１００μｍ以下である。上記平均結晶粒径は５０μｍ以下、更に３０μｍ以下であると、伸線性や圧延性などの塑性加工性に優れ、３μｍ以上、更に６μｍ以上であると、押出し易い加工度であっても容易に実現でき、押出線材１の生産性に優れる。平均結晶粒径は、横断面又は縦断面の光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡の観察像に試験線（例えば長さ３ｍｍ）を引き、試験線を分断する結晶粒の数を試験線の長さで除して求めるライン法が利用できる。複数の断面（例えば、ｎ≧３）に対して求めた値を更に平均した値を利用できる。

・・・機械的特性
押出線材１は上述のように微細な加工組織を有することで、機械的特性にも優れる。例えば、室温における引張強さが２００ＭＰａ以上、室温における破断伸びが３０％以上、及び室温における０．２％耐力が１００ＭＰａ以上の少なくとも一つを満たす形態が挙げられる。組成、押出条件などを調整することで、室温における引張強さが２２０ＭＰａ以上、更に２４０ＭＰａ以上を満たす形態や、室温における破断伸びが４０％以上、４５％以上、更に４７％以上を満たす形態、０．２％耐力が２００ＭＰａ以上を満たす形態などとすることができる。

・・・導電性
押出線材１は、組成にもよるが、導電性に優れる金属で構成される鋳造材１０を用いて製造されることで、導電率が高い。例えば、上述の酸素含有量が特定の範囲である無酸素銅で構成される場合、室温における導電率が９８％ＩＡＣＳ以上、更に１００％ＩＡＣＳ以上を満たす形態などとすることができる。

・・用途
押出線材１は、組成にもよるが、導電性に優れる金属で構成される鋳造材１０を用いて製造されることで、導電性に優れることが求められる用途、代表的には巻線や電線の導体などを製造するための素材に好適に利用できる。導体は、断面円形状の丸線、後述する断面矩形状の平角線が代表的である。

・巻線用導体
実施形態の巻線用導体は、実施形態の押出線材１に伸線加工と圧延加工とを施して平角状（横断面形状が矩形状）に製造された平角線であり、フクレなどの欠陥が少なく、表面性状に優れる。この巻線用導体は、フクレなどの欠陥の原因となる上述の異物の巻き込み、異物層なども少ない、好ましくは実質的に含まない。そのため、巻線用導体の断面組織は、上述の押出線材１と同様に、代表的には、実質的に一様な金属から構成される加工組織を有する。

・・組成
実施形態の巻線用導体の構成金属は、押出素材である鋳造材１０と同様である。詳細は、押出素材の組成の項を参照するとよい。
・・大きさ
実施形態の巻線用導体の大きさは、例えば、厚さ０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下程度、幅（長辺の長さ）１ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度が挙げられる。

・・その他
実施形態の巻線用導体は、代表的には、その表面に絶縁被覆が形成されて、被覆線（被覆平角線）として利用される。絶縁被覆の材質は、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリウレタン、ポリエステルなどの電気絶縁性に優れる樹脂が挙げられる。絶縁被覆の厚さは、所望の耐電圧特性に応じて選択するとよく、例えば、０．０１ｍｍ（１０μｍ）以上０．５ｍｍ（５００μｍ）以下程度が挙げられる。絶縁被覆の形成は、例えば、公知のエナメル線の製造に利用されている公知の手法を利用できる。代表的には、導体の表面に絶縁被覆を構成する樹脂を塗布する工程と、塗布された導体を焼付炉に通して上記樹脂を乾燥・硬化させて焼付する工程とを、絶縁被覆が所定の厚さに達するまで１回又は複数回繰り返すことが挙げられる。

伸線加工条件、圧延条件は、適宜選択するとよく、公知の条件が利用できる。伸線加工には、伸線ダイスを用いる。伸線加工や圧延加工によって導入された歪みを除去するために適宜な時期に熱処理を施すことができる。熱処理温度、保持時間は、組成、加工度などに応じて調整するとよい。実施形態の巻線用導体は、上述のように異物や異物層の含有が少なく、好ましくは実質的に含まないため、熱処理時に異物層近傍でガスが発生し難く、フクレが生じ難いと考えられる。

［試験例１］
無酸素銅からなるアップキャスト材を用意し、シューギャップの大きさを変えてコンフォーム押出を行い、得られた押出線材の外観観察、表面近傍の断面組織の観察を行った。

原料として、純銅（Ｃｕ：９９．９５質量％以上、酸素：０．００１質量％以下の無酸素銅）を用意して、溶湯を作製した。作製した溶湯をアップキャスト法によって連続鋳造を行って、線径φ１２．５ｍｍ（≒１２３ｍｍ^２）である断面円形状のアップキャスト材を作製した。作製したアップキャスト材に以下の条件で、上述したコンフォーム押出装置を用いてコンフォーム押出を行って、線径φ８ｍｍ（≒５０ｍｍ^２）である断面円形状の押出線材を作製した。

（押出条件）
シューギャップ：０．３５ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．９０ｍｍ、０．９２ｍｍ、１．３０ｍｍから選択
押出速度（ｍ／ｍｉｎ）：１１ｍ／ｍｉｎ
ダイチャンバの温度（℃）：３００℃以上４００℃以下

得られた押出線材について、シューギャップを０．３５ｍｍとした試料Ｎｏ．１−１０１と、シューギャップを０．９０ｍｍとした試料Ｎｏ．１−１とについて、図１に、押出線材の外観の写真（上段）と、表面近傍における横断面の顕微鏡写真（下段）とを示す。Ｎｏ．１−１０１の横断面は、フクレが生じている部分について撮影した。

シューギャップを０．３５ｍｍと狭くした試料Ｎｏ．１−１０１の押出線材は、外観の写真に示すように表面に多数のフクレが生じていることが分かる。外観の写真において丸く膨れてみえる部分がフクレである（図２の外観の写真についても同様）。これらのフクレは比較的大きく、押出線材の線径φ８ｍｍの１／５程度（１．６ｍｍ程度）の直径を有している。顕微鏡写真に示すようにフクレの位置には、表面部分を押し上げるように気泡（ブリスター）が生じていることが分かる。更に倍率を大きくして観察したところ、押し上げられた薄い表層と母相との間に界面層が確認できた。界面層の成分分析を行ったところ、Ｃ，Ｏ_２，Ｆｅ，Ｎａなどの存在が確認できた。Ｃ，Ｎａは、押出素材上の汚れなどの残渣、Ｏ_２は、周囲環境（大気）からの混入（主として酸化銅として存在）、Ｆｅは押出に用いたホイールからの混入などと考えられる。即ち、界面層は異物層といえる。

シューギャップを０．９０ｍｍとある程度広くした試料Ｎｏ．１−１の押出線材は、外観の写真に示すように表面にフクレが目視確認できず、金属光沢があり、表面性状に優れることが分かる。また、顕微鏡写真に示すように表面が平滑であり、表面から内部の全体に亘って実質的に一様な組織で構成されていることが分かる。更に倍率を大きくして観察しても異物層が実質的に確認できなかった。その他、微細な結晶組織を有していることが分かる。シューギャップを０．９２ｍｍとした試料Ｎｏ．１−２の押出線材の外観は、試料Ｎｏ．１−１の押出線材と同様にフクレが実質的に無く、金属光沢があり、異物層が実質的に確認できなかった。

シューギャップを比較的狭い０．７０ｍｍとした試料Ｎｏ．１−１０２の押出線材は、試料Ｎｏ．１−１０１に比較して少ないもの、フクレが有り、上述の気泡及び異物層が確認できた。一方、シューギャップを１．３０ｍｍと大きくした試料Ｎｏ．１−１０３の押出線材は、試料Ｎｏ．１−１の押出線材と同様にフクレが実質的に無かったが、異物層が確認できた。

上記試験例１から、鋳造材にコンフォーム押出を直接施すにあたり、シューギャップを調整して特定の範囲とすることで、ここでは０．７０ｍｍ超とすることで、フクレが少ない押出線材（試料Ｎｏ．１−１，１−２，１−１０３）が得られることが確認された。

［試験例２］
試験例１で作製した押出線材に伸線加工及び圧延加工を施して平角線を作製し、外観観察、表面近傍の断面組織の観察、フクレ不良の発生量を調べた。

作製した押出線材（線径φ８ｍｍ）に伸線加工を施した後、圧延加工を施して平角線を作製した。ここでは、幅が２ｍｍ〜５ｍｍ程度の平角線を作製した。

図２に、作製した各試料の平角線の外観の写真（上段）と、表面近傍における横断面の顕微鏡写真（下段）とを示す。Ｎｏ．１−１０１，１−１０２の横断面は、フクレが生じている部分について撮影した。シューギャップを０．３５ｍｍ、０．７０ｍｍ、１．３０ｍｍとした押出線材をそれぞれ用いた試料Ｎｏ．１−１０１，１−１０２，１−１０３の平角線はいずれも、外観の写真に示すように表面に（多数の）フクレが生じていることが分かる。また、これらの試料の平角線では、顕微鏡写真に示すようにフクレの位置には、表面部分を押し上げるように気泡が生じていることが分かる。

更に押し上げられた薄い表層（ここでは５０μｍ程度）と母相との間には、界面層が確認できた。界面層の成分分析を行ったところ、押出線材と同様なもの、即ちＣ，Ｏ_２，Ｆｅ，Ｎａなどの存在が確認できた。このことから、異物層を有する押出線材を用いると、平角線の製造過程で実質的に除去されず、そのまま残存し得るといえる。また、異物層を有する押出線材を用いると、押出線材の外観ではフクレなどの欠陥が存在していなくても、異物層を含有していれば、平角線の製造過程又はそれ以降でフクレが発生し得るといえる。特に、押出線材から下流の過程になるほど、表面から異物層までの距離が短くなるように成形されることになる。そのため、異物層を含有しており、製造過程でガスが生じるような加熱過程を含む場合には、フクレが生じ易いと考えられる。

シューギャップを０．９０ｍｍとした押出線材を用いた試料Ｎｏ．１−１の平角線は、顕微鏡写真に示すように気泡（フクレ）が無く表面が平滑であり、異物層が実質的に存在せず、一様な組織で構成されていることが分かる。シューギャップを０．９２ｍｍとした押出線材を用いた試料Ｎｏ．１−２の平角線も、試料Ｎｏ．１−１の平角線と同様に、フクレが実質的に無く平滑な表面を有し、異物層が実質的に確認できなかった。

更に、作製した試料Ｎｏ．１−１，１−２，１−１０１〜１−１０３の平角線について、市販の探傷装置を用いて、フクレの発生量を調べた。その結果を図３に示す。ここでは、圧延設備に併設して市販の探傷装置を配置し、長尺な線材（ここでは平角線）を走行させることで、圧延に連続してフクレの発生数をカウントできるようにした（インライン方式を利用した）。

図３のグラフは、作製した試料Ｎｏ．１−１，１−２，１−１０１〜１−１０３の平角線について、平角線の素材に用いた押出線材を製造するときのシューギャップ（ｍｍ）と、平角線のフクレの発生量との関係を示し、横軸がシューギャップ（ｍｍ）、縦軸がフクレ不良発生量（個数／１００ｋｇ）であり、１００ｋｇあたりの個数を示す。このグラフは、各試料のシューギャップと、フクレ不良発生量とをマイクロソフトエクセルにプロットして、次数を２として、多項式近似を行って作成した。図３のグラフに示すように、シューギャップが０．９０ｍｍの近傍で、平角線のフクレ不良発生量が最小値をとることが分かる。また、シューギャップを０．７０ｍｍ以下に小さくするにつれて、又は１．３０ｍｍ以上に大きくするにつれて、平角線にフクレの発生が増大することが分かる。特に０．７０ｍｍ以下ではフクレの発生量が急激に増大することが分かる。

この試験では、シューギャップが０．９０ｍｍである試料Ｎｏ．１−１のフクレ不良発生量を１とするとき、各試料のフクレ発生量は、以下の通りである。シューギャップが０．７０ｍｍ又は１．３０ｍｍでは、シューギャップが０．９０ｍｍである場合のフクレ不良量の４倍以上も多い。
試料Ｎｏ．１−１０１（０．３５ｍｍ） 約１７３
試料Ｎｏ．１−１０２（０．７０ｍｍ） 約４．３０
試料Ｎｏ．１−１（０．９０ｍｍ） １
試料Ｎｏ．１−２（０．９２ｍｍ） 約１．４９
試料Ｎｏ．１−１０３（１．３０ｍｍ） 約４．５３

上記試験から、鋳造材にコンフォーム押出を施すにあたり、シューギャップを特定の範囲とすることで、得られた押出線材（試料Ｎｏ．１−１，１−２）を用いて伸線加工や圧延加工などの塑性加工を施して所望の線材を形成した場合に、フクレなどの欠陥が少ない線材が得られることが確認された。この理由の一つとして、コンフォーム押出時に異物を巻き込み難く、異物層が残存し難いことが挙げられる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能であり、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、鋳造材の製造形態・組成・線径、押出条件、押出線材の組成・線径・形状などを変更できる。

本発明の押出線材は、巻線や電線などの導体、特に自動車、各種の家庭用電気機器、時計などに備えられるコイルに用いられる巻線用導体の素材などに利用できる。本発明の巻線用導体は、上述のコイルなどの巻線用導体に利用できる。本発明の押出線材の製造方法は、上述の押出線材の製造に利用できる。

１ 押出線材 １０ 鋳造材
２ コンフォーム押出装置 ２０ ホイール ２００ 周面 ２０２ 凹溝
２２ シュー ２４ アバットメント ２４０ ホイールの周面との対向面
２４２ 凸部 ２４４ 台座部 ２４５ 調整部材
２６ ダイス ２８ ダイチャンバ
１００ 屑（バリ）

Claims (6)

1. 回転するホイールの周面に沿って形成された凹溝と前記凹溝の開口部の一部を周方向に沿って覆うシューと前記凹溝に挿入されたアバットメントの凸部とで囲まれる空間に鋳造材を導入してダイスで押し出すコンフォーム押出工程を備え、
   前記コンフォーム押出工程は、前記ホイールの周面と、前記アバットメントにおける前記周面との対向面との間の隙間を０．７０ｍｍ超１．３０ｍｍ未満として行う押出線材の製造方法。
2. 前記鋳造材は、アップキャスト材である請求項１に記載の押出線材の製造方法。
3. 前記鋳造材の構成金属は、酸素含有量が０．００５質量％以下である無酸素銅である請求項１又は請求項２に記載の押出線材の製造方法。
4. 前記鋳造材の断面積は、４０ｍｍ^２以上１３０ｍｍ^２以下であり、
   前記コンフォーム押出工程で得られた押出線材の断面積は、１０ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の押出線材の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の押出線材の製造方法によって製造された押出線材。
6. 請求項５に記載の押出線材に伸線加工と圧延加工とを施して平角状に製造された巻線用導体。